(57)【要約】【課題】誘導書き込みヘッド素子から読み出しヘッド素子に向かうクロストーク電流を低減することができる磁気ヘッドを提供する。【解決手段】読み出しヘッド素子４６および誘導書き込みヘッド素子４５の間には非磁性層５８が挟み込まれる。非磁性層５８は、アルミナよりも低い誘電率の材料から形成される。こういった磁気ヘッド４３では、非磁性層５８の働きで、読み出しヘッド素子４６や誘導書き込みヘッド素子４５にセンス電流や書き込み電流が供給されても、書き込み電流の漏洩はできる限り回避される。すなわち、誘導書き込みヘッド素子４５から読み出しヘッド素子４６に向かうクロストーク電流は低減されることができる。読み出しヘッド素子４６の劣化は回避されることができる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
読み出しヘッド素子と、読み出しヘッド素子上に配置される誘導書き込みヘッド素子と、アルミナよりも低い誘電率の材料から形成され、読み出しヘッド素子および誘導書き込みヘッド素子の間に挟み込まれる非磁性層とを備えることを特徴とする磁気ヘッド。
【請求項２】
下部シールド層と、下部シールド層の表面に覆い被さる絶縁層と、絶縁層の表面に沿って広がる上部シールド層と、下部および上部シールド層の間で絶縁層内に埋め込まれる磁気抵抗効果膜と、磁気抵抗効果膜にセンス電流を供給する読み出し用配線と、上部シールド層上に形成され、アルミナよりも低い誘電率の材料から形成される非磁性層と、非磁性層上で所定の基準平面に沿って広がる下部磁極層と、下部磁極層上に積層形成される非磁性ギャップ層と、非磁性ギャップ層の表面に形成される上部磁極層と、下部および上部磁極層の間に配置される磁気コイルと、磁気コイルに電流を供給する書き込み用配線とを備えることを特徴とする磁気ヘッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、読み出しヘッド素子と、読み出しヘッド素子上に配置される誘導書き込みヘッド素子と、読み出しヘッド素子および誘導書き込みヘッド素子の間に挟み込まれる非磁性層とを備える磁気ヘッドに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えばハードディスク駆動装置（ＨＤＤ）には浮上ヘッドスライダが組み込まれる。浮上ヘッドスライダには磁気ヘッドが搭載される。磁気ヘッドは、読み出し書き込みヘッド素子と、読み出しヘッド素子上に配置される誘導書き込みヘッド素子とを備える。読み出し書き込みヘッド素子および誘導書き込みヘッド素子の間には例えばＡｌ２Ｏ３（アルミナ）製の非磁性層が挟み込まれる。
【０００３】
情報の読み出しにあたって、読み出しヘッド素子の磁気抵抗効果膜には例えば読み出し用配線に基づきセンス電流が供給される。センス電流は例えば１ｍＡ程度に設定される。その一方で、情報の書き込みにあたって、誘導書き込みヘッド素子の磁気コイルには例えば書き込み用配線に基づき書き込み電流が供給される。書き込み電流は例えば４０ｍＡ〜５０ｍＡ程度に設定される。
【特許文献１】特開２００２−２５０１７号公報
【特許文献２】特開２００４−２０６７９０号公報
【特許文献３】特開２００１−２８４６７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
書き込み用配線および読み出し用配線の間には、誘導書き込みヘッド素子の下部磁極層や読み出しヘッド素子の上部シールド層といった導電層が配置される。こうした導電層は書き込み用配線および読み出し用配線の間の静電容量を増加させてしまう。書き込み電流はセンス電流よりも著しく大きいことから、導電層の働きで書き込み用配線から読み出し用配線に向かういわゆるクロストーク電流は増大してしまう。こうしたクロストーク電流に基づき読み出しヘッド素子は劣化してしまう。
【０００５】
本発明は、上記実状に鑑みてなされたもので、誘導書き込みヘッド素子から読み出しヘッド素子に向かうクロストーク電流を低減することができる磁気ヘッドを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、第１発明によれば、読み出しヘッド素子と、読み出しヘッド素子上に配置される誘導書き込みヘッド素子と、アルミナよりも低い誘電率の材料から形成され、読み出しヘッド素子および誘導書き込みヘッド素子の間に挟み込まれる非磁性層とを備えることを特徴とする磁気ヘッドが提供される。
【０００７】
こういった磁気ヘッドでは、読み出しヘッド素子および誘導書き込みヘッド素子の間に非磁性層が挟み込まれる。非磁性層はアルミナよりも低い誘電率の材料から形成される。こういった非磁性層の働きで、読み出しヘッド素子や誘導書き込みヘッド素子にセンス電流や書き込み電流が供給されても、書き込み電流の漏洩はできる限り回避される。すなわち、誘導書き込みヘッド素子から読み出しヘッド素子に向かうクロストーク電流は低減されることができる。読み出しヘッド素子の劣化は回避されることができる。
【０００８】
第２発明によれば、下部シールド層と、下部シールド層の表面に覆い被さる絶縁層と、絶縁層の表面に沿って広がる上部シールド層と、下部および上部シールド層の間で絶縁層内に埋め込まれる磁気抵抗効果膜と、磁気抵抗効果膜にセンス電流を供給する読み出し用配線と、上部シールド層上に形成され、アルミナよりも低い誘電率の材料から形成される非磁性層と、非磁性層上で所定の基準平面に沿って広がる下部磁極層と、下部磁極層上に積層形成される非磁性ギャップ層と、非磁性ギャップ層の表面に形成される上部磁極層と、下部および上部磁極層の間に配置される磁気コイルと、磁気コイルに電流を供給する書き込み用配線とを備えることを特徴とする磁気ヘッドが提供される。
【０００９】
こういった磁気ヘッドでは、読み出しヘッド素子および誘導書き込みヘッド素子の間に非磁性層が挟み込まれる。すなわち、非磁性層は上部シールド層および下部磁極層といった導電層同士の間に挟み込まれる。非磁性層は、アルミナよりも低い誘電率の材料から形成される。こうした非磁性層の働きで、読み出し用配線や書き込み用配線に基づき読み出し書き込みヘッド素子にセンス電流や書き込み電流が供給されても、書き込み電流の漏洩はできる限り回避される。すなわち、書き込み用配線から読み出し用配線に向かうクロストーク電流は低減されることができる。読み出しヘッド素子の劣化は回避されることができる。
【発明の効果】
【００１０】
以上のように本発明によれば、誘導書き込みヘッド素子から読み出しヘッド素子に向かうクロストーク電流を低減することができる磁気ヘッドが提供されることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、添付図面を参照しつつ本発明の一実施形態を説明する。
【００１２】
図１は磁気記録媒体駆動装置の一具体例すなわちハードディスク駆動装置（ＨＤＤ）１１の内部構造を概略的に示す。このＨＤＤ１１は箱形の筐体すなわちハウジング１２を備える。ハウジング１２は、例えば平たい直方体の内部空間すなわち収容空間を区画する箱形のベース１３を備える。ベース１３は例えばアルミニウムといった金属材料から鋳造に基づき成形されればよい。ベース１３には蓋体すなわちカバー（図示されず）が結合される。カバーとベース１３との間で収容空間は密閉される。カバーは例えばプレス加工に基づき１枚の板材から成形されればよい。
【００１３】
収容空間には、記録媒体としての１枚以上の磁気ディスク１４が収容される。磁気ディスク１４はスピンドルモータ１５の回転軸に装着される。スピンドルモータ１５は例えば５４００ｒｐｍや７２００ｒｐｍ、１００００ｒｐｍ、１５０００ｒｐｍといった高速度で磁気ディスク１４を回転させることができる。
【００１４】
収容空間にはヘッドアクチュエータ１６がさらに収容される。ヘッドアクチュエータ１６はアクチュエータブロック１７を備える。アクチュエータブロック１７は、垂直方向に延びる支軸１８に回転自在に連結される。アクチュエータブロック１７には、支軸１８から水平方向に延びる複数のアクチュエータアーム１９が区画される。アクチュエータブロック１７は例えば押し出し成形に基づきアルミニウムから成型されればよい。
【００１５】
個々のアクチュエータアーム１９の先端には、アクチュエータアーム１９から前方に延びるヘッドサスペンション２１が取り付けられる。ヘッドサスペンション２１の先端にはいわゆるジンバルばね（図示されず）が接続される。ジンバルばねの表面に浮上ヘッドスライダ２２は固定される。こうしたジンバルばねの働きで浮上ヘッドスライダ２２はヘッドサスペンション２１に対してその姿勢を変化させることができる。浮上ヘッドスライダ２２には磁気ヘッドすなわち電磁変換素子（図示されず）が搭載される。
【００１６】
磁気ディスク１４の回転に基づき磁気ディスク１４の表面で気流が生成されると、気流の働きで浮上ヘッドスライダ２２には正圧すなわち浮力および負圧が作用する。浮力および負圧とヘッドサスペンション２１の押し付け力とが釣り合うことで磁気ディスク１４の回転中に比較的に高い剛性で浮上ヘッドスライダ２２は浮上し続けることができる。
【００１７】
こういった浮上ヘッドスライダ２２の浮上中にヘッドアクチュエータ１６が支軸１８回りで回転すると、浮上ヘッドスライダ２２は磁気ディスク１４の半径線に沿って移動することができる。その結果、浮上ヘッドスライダ２２上の電磁変換素子は最内周記録トラックと最外周記録トラックとの間でデータゾーンを横切ることができる。こうして浮上ヘッドスライダ２２上の電磁変換素子は目標の記録トラック上に位置決めされる。
【００１８】
アクチュエータブロック１７には例えばボイスコイルモータ（ＶＣＭ）といった動力源２４が接続される。この動力源２４の働きでアクチュエータブロック１７は支軸１８回りで回転することができる。こうしたアクチュエータブロック１７の回転に基づきアクチュエータアーム１９およびヘッドサスペンション２１の揺動は実現される。
【００１９】
図１から明らかなように、アクチュエータブロック１７上には、プリント基板すなわちフレキシブルプリント基板（ＦＰＣ）ユニット２５が配置される。ＦＰＣ基板ユニット２５にはヘッドＩＣ（集積回路）すなわちプリアンプＩＣ２６が実装される。磁気情報の読み出し時には、このプリンアンプＩＣ２６から電磁変換素子の読み出しヘッド素子に向けてセンス電流は供給される。同様に、磁気情報の書き込み時には、プリアンプＩＣ２６から電磁変換素子の書き込みヘッド素子に向けて書き込み電流は供給される。ＦＰＣ基板ユニット２５上のプリアンプＩＣ２６には、収容空間内に配置される小型の回路基板２７や、本体筐体１２の底板の裏側に取り付けられるプリント配線基板（図示されず）からセンス電流や書き込み電流は供給される。
【００２０】
こうしたセンス電流や書き込み電流の供給にあたってフレキシブルプリント基板（ＦＰＣ）２８が用いられる。ＦＰＣ２８は個々の浮上ヘッドスライダ２２ごとに配置される。ＦＰＣ２８は、例えばステンレス鋼といった金属薄板と、金属薄板上に順番に積層される絶縁層、導電層および保護層とを備える。導電層は、ＦＰＣ２８上で延びる配線パターン（図示されず）を構成する。導電層には例えばＣｕといった導電材料が用いられればよい。絶縁層および保護層には例えばポリイミド樹脂といった樹脂材料が用いられればよい。
【００２１】
ＦＰＣ２８上の配線パターンは浮上ヘッドスライダ２２に接続される。ＦＰＣ２８はヘッドサスペンション２１上に例えば接着剤に基づき貼り付けられればよい。ＦＰＣ２８はヘッドサスペンション２１からアクチュエータアーム１９の側面に沿って後方に延びる。ＦＰＣ２８は他端でＦＰＣ基板ユニット２５に連結される。配線パターンはＦＰＣ基板ユニット２５上の配線パターン（図示されず）に接続される。こうして浮上ヘッドスライダ２２およびＦＰＣ基板ユニット２５は電気的に接続される。
【００２２】
図２は浮上ヘッドスライダ２２の一具体例を示す。この浮上ヘッドスライダ２２は、例えば平たい直方体に形成されるスライダ本体３１を備える。このスライダ本体３１は媒体対向面すなわち浮上面３２で磁気ディスク１４に向き合う。浮上面３２には平坦なベース面すなわち基準面が規定される。磁気ディスク１４が回転すると、スライダ本体３１の前端から後端に向かって浮上面３２には気流３３が作用する。スライダ本体３１は、例えばＡｌ２Ｏ３−ＴｉＣ（アルチック）製の母材３４と、この母材３４の空気流出側端面に積層され、Ａｌ２Ｏ３（アルミナ）から構成されるヘッド素子内蔵膜３５とで構成されればよい。
【００２３】
スライダ本体３１の浮上面３２には、前述の気流３３の上流側すなわち空気流入側でベース面から立ち上がる１筋のフロントレール３６と、気流３３の下流側すなわち空気流出側でベース面から立ち上がるリアレール３７とが形成される。フロントレール３６およびリアレール３７の頂上面にはいわゆるＡＢＳ（空気軸受け面）３８、３９が規定される。ＡＢＳ３８、３９の空気流入端は段差４１、４２でレール３６、３７の頂上面に接続される。
【００２４】
磁気ディスク１４の回転に基づき生成される気流３３は浮上面３２に受け止められる。このとき、段差４１、４２の働きでＡＢＳ３８、３９には比較的に大きな正圧すなわち浮力が生成される。しかも、フロントレール３６の後方すなわち背後には大きな負圧が生成される。これら浮力および負圧のバランスに基づき浮上ヘッドスライダ２２の浮上姿勢は確立される。
【００２５】
スライダ本体３１には前述の電磁変換素子すなわち読み出し書き込みヘッド素子４３が搭載される。この読み出し書き込みヘッド素子４３はスライダ本体３１のヘッド素子保護膜３５内に埋め込まれる。読み出し書き込みヘッド素子４３の読み出しギャップや書き込みギャップはリアレール３７のＡＢＳ３９で露出する。ただし、ＡＢＳ３９の表面には、読み出し書き込みヘッド素子４３の前端に覆い被さるＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）保護膜が形成されてもよい。読み出し書き込みヘッド素子４３の詳細は後述される。なお、浮上ヘッドスライダ２２の形態はこういった形態に限られるものではない。
【００２６】
図３は浮上面３２の様子を詳細に示す。読み出し書き込みヘッド素子４３は、薄膜磁気ヘッドすなわち誘導書き込みヘッド素子４５と読み出しヘッド素子４６とを備える。誘導書き込みヘッド素子４５は、周知の通り、例えば磁気コイルで生起される磁界を利用して磁気ディスク１４に２値情報を書き込むことができる。読み出しヘッド素子４６には、例えば巨大磁気抵抗効果（ＧＭＲ）素子やトンネル接合磁気抵抗効果（ＴＭＲ）素子といった磁気抵抗効果（ＭＲ）素子が用いられればよい。読み出しヘッド素子４６は、周知の通り、磁気ディスク１４から作用する磁界に応じて変化する抵抗に基づき２値情報を検出することができる。
【００２７】
誘導書き込みヘッド素子４５および読み出しヘッド素子４６は、前述のヘッド素子内蔵膜３５の上側半層すなわちオーバーコート膜を構成するＡｌ２Ｏ３（アルミナ）膜４７と、下側半層すなわちアンダーコート膜を構成するＡｌ２Ｏ３（アルミナ）膜４８との間に挟み込まれる。
【００２８】
読み出しヘッド素子４６では、スピンバルブ膜やトンネル接合膜といった磁気抵抗効果膜４９が上下１対の導電層すなわち上部および下部シールド層５１、５２に挟み込まれる。磁気抵抗効果膜４９は、下部シールド層５２の表面に覆い被さる例えばＡｌ２Ｏ３（アルミナ）製の絶縁層５３内に埋め込まれる。上部シールド層５１は絶縁層５３の表面に沿って広がる。上部および下部シールド層５１、５２は例えばＦｅＮやＮｉＦｅといった磁性材料から構成されればよい。上部および下部シールド層５１、５２同士の間隔は磁気ディスク１３上で記録トラックの線方向に磁気記録の分解能を決定する。
【００２９】
誘導書き込みヘッド素子４５は、ＡＢＳ３９で前端を露出させる導電層すなわち上部および下部磁極層５４、５５とを備える。上部および下部磁極層５４、５５は例えばＦｅＮやＮｉＦｅから形成されればよい。上部および下部磁極層５４、５５は協働して誘導書き込みヘッド素子４５の磁性コアを構成する。上部および下部磁極層５４、５５の間には例えばＡｌ２Ｏ３（アルミナ）製の非磁性ギャップ層５６が挟み込まれる。周知の通り、後述の磁気コイルで磁界が生起されると、非磁性ギャップ層５６の働きで、上部磁極層５４と下部磁極層５５とを行き交う磁束は浮上面３２から漏れ出る。こうして漏れ出る磁束がギャップ磁界すなわち記録磁界を形成する。
【００３０】
図４を併せて参照し、下部磁極層５５は、上部シールド層５１上で任意の基準平面５７に沿って広がる。この基準平面５７は、上部シールド層５１上に均一な厚みで積層形成される非磁性層５８の表面で規定される。非磁性層５８は上部シールド層５１と下部磁極層５５との間で磁気的な結合を断ち切る。非磁性層５８は少なくとも上部シールド層５１および下部磁極層５５が重なる範囲に配置されればよい。ここでは、非磁性層５８は上部シールド層５１の表面に全面に配置されればよい。非磁性層５８は、Ａｌ２Ｏ３（アルミナ）よりも低い誘電率の材料から形成される。ここでは、非磁性層５８は例えばＳｉＯ２や、ポリイミド樹脂といったレジスト材料から形成されればよい。
【００３１】
下部磁極層５５上には前述の非磁性ギャップ層５６が積層形成される。非磁性ギャップ層５６上には、絶縁層６１に埋め込まれた磁気コイルすなわち薄膜コイル６２が形成される。絶縁層６１の表面には前述の上部磁極層５４が形成される。上部磁極層５５の後端は薄膜コイル６２の中心位置で下部磁極層５５の後端に磁気的に連結される。こうして上部磁極層５５と下部磁極層５５とは、薄膜コイル６２の中心位置を貫通する磁性コアを形成する。
【００３２】
図５に示されるように、浮上ヘッドスライダ２２の空気流出側端面すなわちヘッド素子内蔵膜３５の表面には２対の電極端子６３、６４が配置される。１対の電極端子６３、６３は読み出し用配線６５、６５に接続される。こうして電極端子６３、６３は読み出し書き込みヘッド素子４３の読み出しヘッド素子４６に電気的に接続される。その一方で、各電極端子６３はＦＰＣ２８上の配線パターンに接続される。こうして読み出しヘッド素子４６の磁気抵抗効果膜４９には一方の電極端子６３からセンス電流が供給される。その結果、他方の電極端子６３からセンス電流の電圧変化は取り出される。
【００３３】
その一方で、もう１対の電極端子６４、６４は書き込み用配線６６、６６に接続される。こうして電極端子６４、６４は読み出し書き込みヘッド素子４３の誘導書き込みヘッド素子４５に電気的に接続される。各電極端子６４はＦＰＣ２８上の配線パターンに接続される。こうして誘導書き込みヘッド素子４５の薄膜コイル６２には書き込み電流が供給される。書き込み電流の供給に応じて薄膜コイル６２で磁界は生成される。ここでは、読み出し書き込みヘッド素子４３内では読み出し用配線６５および書き込み用配線６６は部分的に重なる。
【００３４】
以上のような読み出し書き込みヘッド素子４３では、誘導書き込みヘッド素子４５および読み出しヘッド素子４６の間に非磁性層５８が挟み込まれる。すなわち、非磁性層５８は上部シールド層５１および下部磁極層５５といった導電層同士の間に挟み込まれる。非磁性層５８は、Ａｌ２Ｏ３（アルミナ）よりも低い誘電率の材料から形成される。後述される本発明者の検証によれば、読み出し用配線６５や書き込み用配線６６に基づき読み出し書き込みヘッド素子４３に電流が供給されても、書き込み用配線６６から読み出し用配線６５に向かうクロストーク電流は低減されることができる。読み出しヘッド素子４６の劣化は回避されることができる。
【００３５】
本発明者は、クロストークの比誘電率に対する依存性をシミュレーションに基づき検証した。例えば図６に示されるように、９．３程度の比誘電率を有するＡｌ２Ｏ３（アルミナ）では、書き込み電流の３．３［％］程度のクロストーク電流が確認された。その一方で、４．０程度の比誘電率を有するＳｉＯ２では書き込み電流の２．５［％］程度のクロストーク電流が確認された。３．５程度の比誘電率を有するポリイミド樹脂では書き込み電流の２．４［％］程度のクロストーク電流が確認された。非磁性層５８の働きでＡｌ２Ｏ３（アルミナ）に比べてクロストーク電流は低減されることが確認された。
【００３６】
その他、非磁性層５８では、上部シールド層５１および下部磁極層５５の間で例えばＡｌ２Ｏ３（アルミナ）から形成される領域と、ＳｉＯ２から形成される領域とが混在してもよい。同様に、非磁性層５８では、上部シールド層５１および下部磁極層５５の間で例えばＡｌ２Ｏ３（アルミナ）から形成される領域と、ポリイミド樹脂といったレジスト材料から形成される領域とが混在してもよい。これらの領域は例えば網目状に交互に配置されればよい。
【００３７】
こういった非磁性層５８によれば、Ａｌ２Ｏ３（アルミナ）よりも低い誘電率の材料に基づきクロストーク電流は低減されることができる。しかも、Ａｌ２Ｏ３（アルミナ）の働きで非磁性層５８の強度は十分に確保される。非磁性層５８の表面に下部磁極層５５や上部磁極層５４が形成される際に、例えばスパッタリングが実施されても、非磁性層５８上には平坦面が確保されることができる。その結果、誘導書き込みヘッド素子４５は平坦面上に正確な形状で形成されることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】磁気記録媒体駆動装置の一具体例すなわちハードディスク駆動装置（ＨＤＤ）の内部構造を概略的に示す
【図２】一具体例に係る浮上ヘッドスライダの拡大斜視図である。
【図３】媒体対向面すなわち空気軸受け面（ＡＢＳ）から観察される読み出し書き込みヘッドの拡大正面図である。
【図４】図３の４−４線に沿った垂直断面図である。
【図５】一具体例に係る浮上ヘッドスライダの部分拡大斜視図である。
【図６】比誘電率とクロストークとの関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００３９】
４３  磁気ヘッド（読み出し書き込みヘッド素子）、４５  誘導書き込みヘッド素子、
４６  読み出しヘッド素子、４９  磁気抵抗効果膜、５１  上部シールド層、５２  下部シールド層、５３  絶縁層、５４  上部磁極層、５５  下部磁極層、５６  非磁性ギャップ層、５７  基準平面、５８  非磁性層、６２  磁気コイル、６５  読み出し用配線、６６  書き込み用配線。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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